單片機(jī)客車廣告屏的設(shè)計(jì) 論文下載

ID:115111 · 發(fā)表于 2016-5-12 00:01

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1 引言
點(diǎn)陣顯示是集微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理于一體的新型顯示方式。由于其具有色彩鮮艷，動(dòng)態(tài)范圍廣，亮度高，壽命長，工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。目前大多數(shù)的公交車招牌都是采用固定的板塊顯示，顯示的信息量少，內(nèi)容固定，修改站點(diǎn)信息比較麻煩，不能快速、便捷的更新站點(diǎn)信息。本文提出一種方案，采用LED點(diǎn)陣顯示模塊，克服了上述缺點(diǎn)，不僅可以靜態(tài)的顯示公交車站點(diǎn)信息，而且也可以通過動(dòng)態(tài)滾動(dòng)，從而增加信息顯示的容量。為了醒目，還可以產(chǎn)生諸如閃動(dòng)、滾動(dòng)等顯示效果。

1.1 車內(nèi)顯示器的發(fā)展現(xiàn)狀
隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在客車上的日益廣泛的應(yīng)用，客車內(nèi)的路牌顯示器也經(jīng)歷了從燈光路牌、翻板式電子模塊路牌、CRT顯示、LCD液晶顯示和LED點(diǎn)陣顯示等幾種發(fā)展類型；顯示信息也從固定內(nèi)容發(fā)展到任意內(nèi)容的多種顯示方式；對(duì)顯示信息的編輯、修改，也由遙控鍵盤有線通訊模式發(fā)展到用計(jì)算機(jī)編輯文字，在經(jīng)專用無線控制器將其發(fā)射到各站點(diǎn)的通訊模式。以后的發(fā)展趨勢(shì)是衛(wèi)星定位系統(tǒng)站點(diǎn)顯示器，客車內(nèi)站牌顯示器由天線、衛(wèi)星定位模塊、微處理器、LED點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)電路、LED點(diǎn)陣站牌和電可擦寫存儲(chǔ)器構(gòu)成。
目前在客車內(nèi)廣泛的顯示器由LED點(diǎn)陣顯示器和LCD液晶顯示器，還有部分CRT顯示器，由于CRT顯示器耗電量多、體積較大，且本質(zhì)量較重，與LED點(diǎn)陣顯示器和LCD液晶顯示器相比，已處于下風(fēng)，目前LED和LCD顯示器成為現(xiàn)代人們選擇之一，它們各有優(yōu)缺點(diǎn)。LCD液晶顯示器具有圖像清晰、體積小、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，但它的成本高、亮度低、壽命短、可視距離和角度很有限。而LED顯示屏具有亮度高、故障低、能耗少、使用壽命長、顯示內(nèi)容多樣、顯示方式豐富等優(yōu)點(diǎn)。

1.2 LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)
點(diǎn)陣顯示是集微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理于一體的新型顯示方式。由于其具有色彩鮮艷，動(dòng)態(tài)范圍廣，亮度高，壽命長，工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)。目前大多數(shù)的公交車招牌都是采用固定的板塊顯示，顯示的信息量少，內(nèi)容固定，修改站點(diǎn)信息比較麻煩，不能快速、便捷的更新站點(diǎn)信息。本文提出一種方案，采用LED點(diǎn)陣顯示模塊，克服了上述缺點(diǎn)，不僅可以靜態(tài)的顯示公交車站點(diǎn)信息，而且也可以通過動(dòng)態(tài)滾動(dòng)，從而增加信息顯示的容量。為了醒目，還可以產(chǎn)生諸如閃動(dòng)、滾動(dòng)等顯示效果。
目前LED顯示屏的種類越來越多，從使用場(chǎng)合及亮度考慮可分為室內(nèi)與室外屏，從掃描方式可分為動(dòng)態(tài)掃描顯示屏和靜態(tài)掃描顯示屏。室外使用的交通誘導(dǎo)屏，通常采用計(jì)算機(jī)同步控制的靜態(tài)掃描顯示，每個(gè)像素由幾個(gè)高亮LED發(fā)光管組成，可做成多色或全色。其優(yōu)點(diǎn)在于播放的內(nèi)容信息量大，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，且由于采用靜態(tài)顯示，亮度高；其缺點(diǎn)是硬件電路復(fù)雜，成本高。室內(nèi)使用的由8×8LED點(diǎn)陣拼成的顯示屏也有同步和異步之分，同步控制顯示屏由計(jì)算機(jī)作為主控器，異步控制顯示屏的主控器可采用單片機(jī)。單片機(jī)控制的單色顯示屏由于結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，適合作為客車廣告屏。

本文介紹的客車廣告屏屏系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)的一部分，它是利用先進(jìn)的顯示、及通信等技術(shù)手段，動(dòng)態(tài)地、實(shí)時(shí)地顯示公交車的站點(diǎn)信息，最大限度的提高公交車站牌的信息顯示量。本系統(tǒng)采用的STC89C516RD+(宏晶科技)單片機(jī)是新一代增強(qiáng)型8051單片機(jī)標(biāo)準(zhǔn)的制定者，致力于提供滿足用戶需求的世界級(jí)高性能單片機(jī)技術(shù)，在業(yè)內(nèi)處于領(lǐng)先地位，銷售網(wǎng)絡(luò)覆蓋全國。在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上，以極低的價(jià)格和完善的服務(wù)贏得了用戶的長期信賴。在廣受歡迎的STC89C51全系列單片機(jī)的基礎(chǔ)上，現(xiàn)全力推出“1個(gè)時(shí)鐘/機(jī)器周期”的單片機(jī),全面提升8051單片機(jī)性能。用該單片機(jī)作為系統(tǒng)的中央控制單元，負(fù)責(zé)產(chǎn)生和控制掃描信號(hào)、讀出顯示緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)送給掃描驅(qū)動(dòng)電路，使LED點(diǎn)陣屏按照一定的要求顯示。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，顯示方式要具有掉電存儲(chǔ)功能，因此，在單片機(jī)外圍電路加上I2C總線的EEPROM，利用單片機(jī)外部中斷功能檢測(cè)出來所需要的顯示方式，并把它存儲(chǔ)在該EEPROM內(nèi)，這樣，即使斷電顯示方式也仍然存儲(chǔ)在該EEPROM里面，單片機(jī)再重新讀取該EEPROM里面的內(nèi)容，也就是斷電前的顯示方式。結(jié)合KEIL軟件編程，實(shí)現(xiàn)了PC機(jī)通信、控制界面以及安全措施，從而大大豐富了系統(tǒng)功能，提高了系統(tǒng)的可操作性，使達(dá)到交互式與智能化，符合未來交通系統(tǒng)智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展方向。利用該系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)同一站牌不同方向客車站點(diǎn)的靜態(tài)顯示、動(dòng)態(tài)顯示和定時(shí)顯示控制，另外用來應(yīng)對(duì)交通突發(fā)事件，作為應(yīng)急告示，達(dá)到疏散交通，保護(hù)人們安全的目的。
設(shè)計(jì)時(shí)考慮到系統(tǒng)的擴(kuò)展加上升級(jí)模塊，可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程升級(jí)；加上公交車到站時(shí)間預(yù)測(cè)模塊，可以預(yù)測(cè)到公交車到站的時(shí)間，方便行人；加上網(wǎng)絡(luò)模塊，可以連接互聯(lián)網(wǎng)，直接通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行控制，也為以后的智能交通打下基礎(chǔ)。
2 LED點(diǎn)陣顯示的理論基礎(chǔ)
LED點(diǎn)陣顯示的基礎(chǔ)理論包括光電子學(xué)、半導(dǎo)體器件、數(shù)字電子電路、大規(guī)模集成電路、單片機(jī)及微機(jī)等各個(gè)方面，既有硬件又有軟件。上述各個(gè)領(lǐng)域都有自成體系，本文無法一一盡述，只能以顯示屏為主線進(jìn)行討論，主要闡述了LED器件的應(yīng)用基礎(chǔ)和工作原理，以及LED點(diǎn)陣模塊的構(gòu)成和工作原理。

2.1 LED器件的應(yīng)用基礎(chǔ)
LED器件種類繁多。早期LED產(chǎn)品是單個(gè)的發(fā)光燈，隨著數(shù)字化設(shè)備的出現(xiàn)，LED數(shù)碼管和字符管得到了廣泛的應(yīng)用。
LED發(fā)光燈可以分為單色發(fā)光燈、雙色發(fā)光燈、三色發(fā)光燈、面發(fā)光燈、閃爍發(fā)光燈、電壓型發(fā)光燈等多種類型。按照發(fā)光燈強(qiáng)度又可以分為普通亮度發(fā)光燈、高亮度發(fā)光燈等。
LED發(fā)光燈的外形由PN結(jié)、陽極引腳、陰極引腳和環(huán)氧樹脂封裝外殼組成。其核心部分是具有注入復(fù)合發(fā)光功能的PN結(jié)。環(huán)氧樹脂封裝外殼除具有保護(hù)芯片的作用外，還具有透光聚光的能力，以增強(qiáng)顯示效果。
LED器件通常用砷化鎵（GaAs）、磷化鎵（GaP）等半導(dǎo)體材料制成。當(dāng)向LED器件施加正向電壓時(shí)，器件內(nèi)部的電子與空穴直接復(fù)合而產(chǎn)生能量，以光的形式釋放出來，產(chǎn)生半導(dǎo)體發(fā)光。因此LED的驅(qū)動(dòng)就是如何使它的PN結(jié)處于正偏狀態(tài)，而且為了控制它的發(fā)光強(qiáng)度，還要解決正向電流的調(diào)節(jié)問題。具體的驅(qū)動(dòng)方法可以分為直流驅(qū)動(dòng)、恒流驅(qū)動(dòng)、脈沖驅(qū)動(dòng)和掃描驅(qū)動(dòng)等[2]。

2.2 LED點(diǎn)陣模塊
顯示單元（Display unit）由電路及安裝結(jié)構(gòu)確定的并具有顯示功能的器件組成LED顯示屏的最小單元，也叫點(diǎn)陣顯示模塊。
點(diǎn)陣顯示屏是由上萬個(gè)或幾十萬個(gè)LED發(fā)光二極管組成，每個(gè)發(fā)光二極管稱為一個(gè)像素。為了取得良好的顯示一致性并簡化器件結(jié)構(gòu)，八十年代以來出現(xiàn)了組合型LED點(diǎn)陣顯示器，以發(fā)光二極管為像素，它用高亮度發(fā)光二極管芯陣列組合后，環(huán)氧樹脂和塑模封裝而成，即所謂的點(diǎn)陣模塊。點(diǎn)陣模塊具有高亮度、功耗低、引腳少、視角大、壽命長、耐濕、耐冷熱、耐腐蝕等特點(diǎn)。按照顏色的不同分為單基色、雙基色和三基色三類，可顯示紅、黃、綠、藍(lán)、橙等顏色。按照點(diǎn)陣規(guī)模大小分有4×4、4×8、5×7、5×8、8×8、16×16、24×24、32×32、40×40等。按照像素的直徑大小分有φ3、φ3.75、φ5、φ10、φ20等。

（a）外部結(jié)構(gòu)

（b）內(nèi)部結(jié)構(gòu)
圖1 8×8點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)
圖1為8×8單基色點(diǎn)陣的結(jié)構(gòu)圖，從內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以看出8×8點(diǎn)陣共需要64個(gè)發(fā)光二極管，且每個(gè)發(fā)光二極管是放置在各行和列的交叉點(diǎn)上。當(dāng)對(duì)應(yīng)的某一列置高電平，另一列置低電平時(shí)，則在該行和列的交叉點(diǎn)上相應(yīng)的二極管就亮。
LED顯示屏就是由若干個(gè)點(diǎn)陣模塊組成的，它通過一定的控制方式，就可以顯示文字、文本、圖形、圖像、動(dòng)畫等各種信息，以及電視、錄像信號(hào)。

3 方案設(shè)計(jì)
從前兩節(jié)的論述中可以看出LED點(diǎn)陣顯示技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。實(shí)現(xiàn)方案非常多。本文要設(shè)計(jì)的是客車內(nèi)LED點(diǎn)陣顯示屏，根據(jù)客車內(nèi)的特殊環(huán)境，選擇方案時(shí)就要考慮公交車的車身尺寸、震動(dòng)、溫度等對(duì)顯示屏的影響，以及客車內(nèi)電源的局限性，為了節(jié)約電能，采用太陽能電池供電，就要使顯示屏功耗降到最低。

3.1 顯示方案
根據(jù)論文的設(shè)計(jì)要求，本文提出了以下幾種方案，對(duì)比論證，選取較合適的方案。
（1）CRT監(jiān)視器設(shè)計(jì)方案：在站牌出安裝一小型彩色監(jiān)視屏，將站點(diǎn)信息顯示在CRT監(jiān)視器上，供行人查閱。站點(diǎn)信息放在存儲(chǔ)器內(nèi)，通過無線廣播的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)更新。這種方案的優(yōu)點(diǎn)：是成本比較低，可以采用淘汰下來的電視機(jī)作為監(jiān)視器；缺點(diǎn)是：耗電量巨大， CRT顯示器在陽光下的顯示效果不理想。
（2）LED點(diǎn)陣顯示屏設(shè)計(jì)方案：整個(gè)站牌由LED顯示屏構(gòu)成，站點(diǎn)信息在點(diǎn)陣屏幕上顯示，并且可以以靜態(tài)的方式固定顯示站點(diǎn)或者以動(dòng)態(tài)的方式輪流顯示所有的站點(diǎn)。系統(tǒng)通過RS485或者互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行更新、升級(jí)。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是：成本相對(duì)比較低廉，能及時(shí)動(dòng)態(tài)的顯示站點(diǎn)信息，顯示的信息容量也比較大，便于遠(yuǎn)程控制和升級(jí)。缺點(diǎn)是：受目前LED顯示技術(shù)的限制，對(duì)于圖像和視頻顯示的效果不是很理想。
（3）液晶顯示器（或者等離子）設(shè)計(jì)方案：由液晶（等離子）顯示器構(gòu)成站牌，不但能顯示站點(diǎn)信息，還可以顯示圖象或者視頻信息，站點(diǎn)信息經(jīng)過專用電纜或者互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)傳送。這種方案的優(yōu)點(diǎn)是能在有限的站牌上顯示更多的信息，尤其是圖像和視頻信息，缺點(diǎn)是成本太高，數(shù)據(jù)傳輸量巨大，不適合推廣使用。
通過比較上述三種方案，可以發(fā)現(xiàn)LED點(diǎn)陣顯示方案有很大的可行性，而且其系統(tǒng)的升級(jí)也比較方便，便于推廣使用，適應(yīng)現(xiàn)代化建設(shè)的發(fā)展需求。

3.2 控制電路方案
控制電路有兩種選擇，數(shù)字電路控制和CPLD控制。
數(shù)字電路控制的原理是LED點(diǎn)陣顯示屏由單片機(jī)控制電路和顯示驅(qū)動(dòng)電路兩大部分組成，一般的單片機(jī)控制部分采用ATMEL公司的51系列單片機(jī)，考慮到它的ROM相對(duì)較小，這里采用增強(qiáng)型的51單片機(jī)STC89C516RD+(宏晶科技)單片機(jī)，顯示驅(qū)動(dòng)部分由16片8×8 LED點(diǎn)陣模塊和相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路組成，位碼掃描信號(hào)和段碼信號(hào)都有單片機(jī)提供。
由CPLD器件組成的控制電路，具有很高的可靠性和設(shè)計(jì)靈活性，所實(shí)現(xiàn)的顯示效果樣式較多，但采用可編程邏輯器件CPLD的設(shè)計(jì)成本相對(duì)較高。
由于采用由單片機(jī)組成的控制電路已能完成設(shè)計(jì)的要求，且其性價(jià)比要優(yōu)于采用由CPLD組成的控制電路。因此，本文采用前者作為控制電路。

3.3 系統(tǒng)框圖
整個(gè)系統(tǒng)由兩大模塊組成：主控制單元和輔助控制單元模塊。其框圖如下所示。

圖2 主控制單元結(jié)構(gòu)框圖

圖2為主控制單元結(jié)構(gòu)框圖，它主要完成的功能是LED點(diǎn)陣的顯示和定時(shí)顯示控制。DS1302為時(shí)鐘芯片，為顯示準(zhǔn)確的時(shí)間； DS18B02是溫度控制芯片，顯示車內(nèi)的溫度；AT24C256是容量為256Kbit的E2ROM，用來保存掃描方式的數(shù)據(jù)的信息，以及廣告信息和更新廣告信息等其它待顯示的信息。RS232通信模塊用來更新顯示信息和升級(jí)系統(tǒng)。

4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
4.1 顯示屏驅(qū)動(dòng)顯示電路
顯示屏分成屏體和控制器兩部分，屏體的主要部分是顯示陣列以及有行列驅(qū)動(dòng)電路。根據(jù)安裝環(huán)境的空間以及考慮成本造價(jià)，決定使用多大尺寸的顯示屏，從而決定了顯示模塊的數(shù)量，這里以8×8點(diǎn)陣為例，模塊單位為256點(diǎn)陣，即需要16塊點(diǎn)陣模塊，如圖4示。漢字一般是256點(diǎn)陣，那么該屏可以一次顯示4個(gè)漢字。
采用掃描方式進(jìn)行顯示時(shí)，分成兩步，對(duì)于每行有一個(gè)行驅(qū)動(dòng)器，各行的同名列共用一個(gè)列驅(qū)動(dòng)器，由單片機(jī)給出行選通信號(hào)，從第一行開始依次對(duì)各行進(jìn)行掃描，對(duì)于列，根據(jù)各列所存數(shù)據(jù)，確定相應(yīng)的列驅(qū)動(dòng)器是否將該列與行接通，如果接通，那么該行該列的LED將亮，以同樣方法進(jìn)行顯示全部各行都掃描一遍之后(一個(gè)掃描周期)，再從第一行開始，進(jìn)行下一個(gè)周期的掃描。只要一個(gè)掃描周期的時(shí)間比人眼1/25秒的滯留時(shí)間短，就不會(huì)感覺出閃爍現(xiàn)象。
顯示數(shù)據(jù)從驅(qū)動(dòng)芯片到顯示模塊是以并行方式傳輸?shù)�，但顯示數(shù)據(jù)從單片機(jī)到驅(qū)動(dòng)芯片是以串行方式傳輸?shù)�，由于串行傳輸�(shù)目刂齐娐泛唵�，設(shè)計(jì)容易，缺點(diǎn)是串行數(shù)據(jù)傳輸需要很長的時(shí)間，不過這可以由軟件來彌補(bǔ)，也可考慮單片機(jī)的控制速度。
顯示驅(qū)動(dòng)電路由74HC595組成。74HC595輸入端是8位串行移位寄存器，輸出端是8位并行緩存器具有鎖存功能。由于CLK、LOAD端相連，而數(shù)據(jù)線分開，這樣在同一脈沖下，行列的數(shù)據(jù)可以同時(shí)進(jìn)行傳入，行列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好后，啟動(dòng)LOAD信號(hào)使所有數(shù)據(jù)同時(shí)輸出并鎖存，這樣的設(shè)計(jì)較之傳統(tǒng)方法提高了4倍的速度，占用I/O口少，由于CLK， LOAD引線較長，為避免線間干擾，在驅(qū)動(dòng)6片74Ls595之后再加驅(qū)動(dòng)芯片74L5244以驅(qū)動(dòng)下一級(jí)驅(qū)動(dòng)電路。
行列掃描驅(qū)動(dòng)相當(dāng)于對(duì)發(fā)光管脈沖供電，要獲得與直流驅(qū)動(dòng)方式相當(dāng)?shù)陌l(fā)光強(qiáng)度，脈沖驅(qū)動(dòng)電流的平均電流I1與直流電流I2相同，它們與脈沖電流幅值If的關(guān)系為If=Ton/Th，×I1是掃描周期，Ton是導(dǎo)通時(shí)間，占空比是1/16，掃描頻率應(yīng)大于24HZ，I取8mA，那么I=8×16=128mA，發(fā)光管壓降取2V，那么每個(gè)發(fā)光管應(yīng)串接50的電阻。行驅(qū)動(dòng)最大瞬間電流能達(dá)到128×80=10.240A。
LED顯示屏驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)，與所用控制系統(tǒng)相配合，通常分為動(dòng)態(tài)掃描型驅(qū)動(dòng)及靜態(tài)鎖存型驅(qū)動(dòng)二大類。以下就動(dòng)態(tài)掃描型驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)為例為進(jìn)行分析：動(dòng)態(tài)掃描型驅(qū)動(dòng)方式是指顯示屏上的4行、8行、16行等n行發(fā)光二極管共用一組列驅(qū)動(dòng)寄存器，通過行驅(qū)動(dòng)管的分時(shí)工作，使得每行LED的點(diǎn)亮?xí)r間占總時(shí)間的1/n，只要每行的刷新速率大于50Hz，利用人眼的視覺暫留效應(yīng)，人們就可以看到一幅完整的文字或畫面。常規(guī)型驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)一般是用串入并出的通用集成電路芯片如74HC595或MC14094等作為列數(shù)據(jù)鎖存，以8050等小功率NPN三極管為行驅(qū)動(dòng)，而以達(dá)林頓三極管如TIP127等作為行掃描管。如動(dòng)態(tài)掃描型驅(qū)動(dòng)方式是指顯示屏上的4行、8行、16行等n行發(fā)光二極管共用一組列驅(qū)動(dòng)寄存器，通過行驅(qū)動(dòng)管的分時(shí)工作，使得每行LED的點(diǎn)亮?xí)r間占總時(shí)間的1/n，只要每行的刷新速率大于50Hz，利用人眼的視覺暫留效應(yīng)，人們就可以看到一幅完整的文字或畫面。常規(guī)型驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)一般是用串入并出的通用集成電路芯片如74HC595或MC14094等作為列數(shù)據(jù)鎖存，以8050等小功率NPN

圖3 顯示驅(qū)動(dòng)電路
三極管為列驅(qū)動(dòng)，而以達(dá)林頓三極管如TIP127等作為行掃描管。如以單色點(diǎn)陣、16行×64列為一個(gè)基本單元，則需用8片74HC595、16個(gè)行掃描管，其工作原理為：將八片74HC595級(jí)連，共用一個(gè)串行時(shí)鐘CLK及數(shù)據(jù)鎖存信號(hào)STR。當(dāng)?shù)谝恍行枰@示的數(shù)據(jù)經(jīng)過8×8=64個(gè)CLK時(shí)鐘后將全部移入74HC595中，此時(shí)產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)鎖存信號(hào)STR，使數(shù)據(jù)鎖存在74HC595的后級(jí)鎖存器中，同時(shí)由行掃描控制電路產(chǎn)生信號(hào)使第一行掃描管導(dǎo)通，相當(dāng)于第一行LED的正端都接高平，顯然第一行LED管子的亮、滅取決于74HC595中所鎖存的信號(hào)；在第一行LED管子點(diǎn)亮的同時(shí)，在74HC595中移入第二行需要顯示的數(shù)據(jù)，隨后將其鎖存，并同時(shí)由行掃描控制電路將第一行掃描管關(guān)閉而接通第二行，使第二行LED管子點(diǎn)亮……以此類推，當(dāng)?shù)谑袙呙柽^后再回到第一行，只要掃描速度足夠高，就可形成一幅完整的文字或圖像，其工作時(shí)序見圖4。

圖4 串行移位工作時(shí)序圖

4.2 顯示屏主控制電路
在控制領(lǐng)域51系列、PIC系列以及AVR系列單片機(jī)是常用的微型控制器，每個(gè)系列都有自己的優(yōu)缺點(diǎn)，在某些方面都有自己的長處。在具體的設(shè)計(jì)當(dāng)中要綜合考慮，如單片機(jī)的資源是否滿足系統(tǒng)要求，系統(tǒng)是否有嚴(yán)格的速度要求，系統(tǒng)對(duì)控制器的抗干擾能力，硬件的加密性，外圍電路是否簡單，是否有比較齊全的成熟的開發(fā)、調(diào)試工具，如果要生產(chǎn)的話，則還要考慮價(jià)格和供貨渠道等因素。

4.2.1 控制器的比較及選型
PIC系列單片機(jī)：PIC單片機(jī)采用精簡指令使其執(zhí)行效率大為提高。PIC系列8位CMOS單片機(jī)具有獨(dú)特的RISC結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)總線和指令總線分離的哈佛總線（Harvard）結(jié)構(gòu)，使指令具有單字長的特性，且允許指令碼的位數(shù)可多于8位的數(shù)據(jù)位數(shù)，這與傳統(tǒng)的采用CISC結(jié)構(gòu)的8位單片機(jī)相比，可以達(dá)到2:1的代碼壓縮，速度提高4倍。PIC有優(yōu)越開發(fā)環(huán)境。PIC在推出一款新型號(hào)的同時(shí)推出相應(yīng)的仿真芯片，所有的開發(fā)系統(tǒng)由專用的仿真芯片支持，實(shí)時(shí)性非常好。其引腳具有防瞬態(tài)能力，通過限流電阻可以接至220V交流電源，可直接與繼電器控制電路相連，無須光電耦合器隔離，給應(yīng)用帶來極大方便。PIC以保密熔絲來保護(hù)代碼，用戶在燒入代碼后熔斷熔絲，別人再也無法讀出，除非恢復(fù)熔絲。目前，PIC采用熔絲深埋工藝，恢復(fù)熔絲的可能性極小。自帶看門狗定時(shí)器，可以用來提高程序運(yùn)行的可靠性。
AVR系列單片機(jī)：是一種新型的單片機(jī)。運(yùn)行速度快，一個(gè)時(shí)鐘周期執(zhí)行一條指令。硬件應(yīng)用哈佛(Harvard)結(jié)構(gòu)，具有預(yù)取指令功能，即在執(zhí)行一條指令時(shí)，預(yù)先把下一條指令取進(jìn)來，使得指令可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行。AVR單片機(jī)是多累加器型，數(shù)據(jù)處理速度快。超功能精簡指令，具有32個(gè)通用工作寄存器，相當(dāng)于有32條立交橋，可以快速通行。相當(dāng)多的單片機(jī)只有一個(gè)累加器，就像一條獨(dú)木橋，所有事都要通過累加器，速度慢。AVR單片機(jī)系列中有128B～4KB的SRAM靜態(tài)隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，可靈活使用指令運(yùn)算、存放數(shù)據(jù)，中斷響應(yīng)速度快。AVR像8051一樣，有多個(gè)固定中斷向量入口地址，可快速響應(yīng)中斷。高級(jí)C語言編程效率高。從高級(jí)語言C代碼完成同一任務(wù)實(shí)例來比較，8 MHz AVR單片機(jī)的速度相當(dāng)于224 MHz的80C51單片機(jī)，AVR比80C51快28倍。AVR是低功耗單片機(jī)，具有休眠省電功能(Power Down)及閑置(Idle)低功耗功能。一般耗電在1～2.5 mA；對(duì)于典型功耗情況，WDT關(guān)閉時(shí)為100 nA，更適用于電池供電的應(yīng)用設(shè)備。有的器件最低1.8 V即可工作�？啥啻螣龑懙腇lash，且具有多重密碼保護(hù)鎖死(Lock)功能。I/O口功能強(qiáng)、驅(qū)動(dòng)能力大，具有輸入/輸出、三態(tài)高阻輸入，也可設(shè)定內(nèi)部拉高電阻作輸入端的功能，以便于應(yīng)用到各種所需的場(chǎng)合(多功能I/O口)。
51系列單片機(jī)：51系列是指是兼容Intel公司51指令集的單片機(jī)系列的統(tǒng)名稱。這種單片機(jī)所包括的硬件資源有：
（1）一個(gè)8位的微處理器；
（2）片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM，用以存放可以讀/寫的數(shù)據(jù)，如運(yùn)算的中間結(jié)果、最終結(jié)果以欲顯示的數(shù)據(jù)等；
（3）片內(nèi)程序存儲(chǔ)器ROM/EPROM，用以存放程序、一些原始數(shù)據(jù)和表格；
（4）四個(gè)8位并行I/O接口P0～P3，每個(gè)口可以用作輸入，也可以用作輸出；
（5）兩個(gè)（或三個(gè)）定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，每個(gè)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器都可以設(shè)置成計(jì)數(shù)方式，用以對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，也可以設(shè)置成定時(shí)方式，并可以根據(jù)計(jì)數(shù)或定時(shí)的結(jié)果實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制；
（6）五（或六個(gè)）個(gè)中斷源的中斷控制系統(tǒng)；
（7）一個(gè)全雙工UART接口（通用異步接收發(fā)送器）的串行I/O，用于實(shí)現(xiàn)單片機(jī)之間或單片機(jī)與微機(jī)之間的串行通信；
（8）片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘產(chǎn)生電路，但石英晶體和微調(diào)電容須要外接。可以看出MCS-51系列單片機(jī)也是一款功能強(qiáng)大的單片機(jī)。
STC89C51RC/RD+系列單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代超強(qiáng)抗干擾/ 高速/ 低功耗的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 8051 單片機(jī)，12 時(shí)鐘 / 機(jī)器周期和6時(shí)鐘/機(jī)器周期可任意選擇，最新的D版本內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路。
特點(diǎn)如下：
（1）.增強(qiáng)6時(shí)鐘/機(jī)器周期，12時(shí)鐘/機(jī)器周期8051CPU；
（2）工作電壓：5.5V~3.4V（5V單片機(jī)）/3.8V~2.0V（3V單片機(jī)）；
（3）工作頻率范圍：0~40MHz，相當(dāng)于普通8051的0～80MHz實(shí)際工作頻率可達(dá)48MHz；
（4）用戶應(yīng)用程序空間4K/8K/13K/16K/20K/32K/64K字節(jié)；
（5）片上集成1280字節(jié)/512字節(jié)RAM；
（6）通用I /O口（32/36個(gè)）復(fù)位后為：P1/P2/P3/P4是準(zhǔn)雙向口/弱上拉（普通8 051傳統(tǒng)I /O口），P0口是開漏輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為I /O 口用時(shí)，需加上拉電阻；
（7）ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器/仿真，可通過串口（P3.0/P3.1）直接下載用戶程序，8K程序3秒即可完成一片；
（8）EEPROM功能；
（9）看門狗；
（10）內(nèi)部集成 MAX810 專用復(fù)位電路（D 版本才有），外部晶體 20M 以下時(shí)，可省外部復(fù)位電路；
（11）共3 個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，其中定時(shí)器0還可以當(dāng)成2個(gè)8位定時(shí)器使用；
（12）外部中斷4路,下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷，Power Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒；
（13）通用異步串行口（UART），還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè)UART；
（14）工作溫度范圍：0~75℃/－40~+85℃；
（15）封裝：PDIP-40，PLCC-44，PQFP-44。
從以上幾種型號(hào)單片機(jī)的比較中可以看出，PIC單片機(jī)、AVR單片機(jī)雖然在很多方面都有其特點(diǎn)，如在運(yùn)行速度上，內(nèi)部資源的配置等。但因其價(jià)格高，開發(fā)工具不及使用51系列單片機(jī)齊全，再考慮本系統(tǒng)對(duì)CPU的要求并不是很高，綜合考慮還是選用已經(jīng)普及的51內(nèi)核的單片機(jī)。

4.2.2 EEPROM存儲(chǔ)器的選用
為了能將系統(tǒng)所設(shè)定的常數(shù)，如更新的站點(diǎn)信息，設(shè)定的定時(shí)顯示時(shí)間在系統(tǒng)掉電之后仍能恢復(fù)，在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮將常數(shù)保存起來。由于STC89C516RD+單片機(jī)片內(nèi)沒有EEPROM，須采用外部擴(kuò)展方式。在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，為了取得較大的系統(tǒng)余量，常采取存儲(chǔ)芯片AT24C256，按照16×16的點(diǎn)陣來算，可以存儲(chǔ)1000個(gè)字符，對(duì)于一個(gè)客車廣告屏屏來說容量已經(jīng)足夠。
AT24C256接口采用I2C總線接口方式。I2C總線是一種用于IC器件之間連接的二線制總線。連接總線的器件的輸出必須是集電極或漏極開路，以具有線“與”功能。I2C總線的數(shù)據(jù)傳送速率在標(biāo)準(zhǔn)工作方式下為100kbit/s，在快速方式下，最高傳送速率可達(dá)400kbit/s。它通過SDA（串行數(shù)據(jù)線）及SCL（串行時(shí)鐘線）兩根線和連在總線上的上位機(jī)進(jìn)行通信，并根據(jù)地址識(shí)別每個(gè)器件。采用I2C總線標(biāo)準(zhǔn)的單片機(jī)或IC器件，其內(nèi)部不僅有I2C接口電路，而且將內(nèi)部各單元電路按功能劃分為若干相對(duì)獨(dú)立的模塊，通過軟件尋址實(shí)現(xiàn)片選，減少了器件片選線的連接。CPU不僅能通過指令將某個(gè)功能單元電路掛靠或摘離總線，還可對(duì)該單元的工作狀況進(jìn)行檢測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件系統(tǒng)既簡單又靈活的擴(kuò)展與控制。

表1 24C256的管腳介紹

4.2.3 控制單元和存儲(chǔ)單元電路
用PC機(jī)實(shí)現(xiàn)的主要功能包括單片機(jī)顯示子系統(tǒng)的(選擇顯示方式選擇，包括靜態(tài)、閃動(dòng)、滾動(dòng)、打字等)，滾動(dòng)方向選擇（包括上下滾動(dòng)和左右滾動(dòng)），動(dòng)態(tài)顯示速度調(diào)節(jié)（即文字閃動(dòng)頻率、滾動(dòng)速度、打字)，顯示速度等。顯示采用定時(shí)器中斷方式進(jìn)行行掃描，每次中斷顯示一行，定時(shí)中斷時(shí)間為1.25ms，這樣整屏的刷新率為50Hz，因而無閃爍感。實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示速度調(diào)節(jié)的方法通常是改變定時(shí)器的中斷時(shí)間，但是當(dāng)顯示速度很慢的時(shí)候，該方法容易使整屏的刷新率降低，從而使顯示內(nèi)容出現(xiàn)閃爍。因此，本設(shè)計(jì)采用一種“軟定時(shí)”方法，即在程序中命名一個(gè)變量作為“軟定時(shí)器”，以用來設(shè)定兩次動(dòng)態(tài)顯示的時(shí)間間隔。在對(duì)定時(shí)中斷調(diào)用計(jì)數(shù)時(shí)，如果調(diào)用次數(shù)達(dá)到設(shè)定值，則改變顯示內(nèi)容。為保證能夠正常顯示，“軟定時(shí)器”的設(shè)定值必須大于整屏顯示周期。由于顯示屏每行顯示1.25ms，整屏顯示周期為20ms，考慮到余量的情況，可將軟定時(shí)器的設(shè)定值定在大于30ms。如此循環(huán)計(jì)數(shù)，即可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示�！败浂〞r(shí)器”的設(shè)定值可以通過上位機(jī)PC機(jī)來改變，這樣既可實(shí)現(xiàn)LED動(dòng)態(tài)顯示的速度調(diào)節(jié)，又可保持顯示內(nèi)容的流暢和無閃爍感。
以上提到的靜態(tài)、閃動(dòng)、滾動(dòng)和打字等4種顯示方式，實(shí)際上是單片機(jī)定時(shí)中斷程序進(jìn)行行掃描處理的不同方法。下面將分別說明如何實(shí)現(xiàn)這4種顯示方式。靜態(tài)顯示只需在定時(shí)中斷處理程序中從顯示緩沖區(qū)調(diào)入相應(yīng)的一行顯示數(shù)據(jù)，然后選中該行即可實(shí)現(xiàn)該行的顯示，如此循環(huán)，便可顯示整個(gè)內(nèi)容。
閃動(dòng)顯示與此類似，不同的是要間隔一個(gè)“軟定時(shí)器”的定時(shí)時(shí)間，在行掃描時(shí)，行移位寄存器的D端打入的數(shù)據(jù)全為0，可使得整屏不顯示，以確保黑屏的時(shí)間與顯示當(dāng)然時(shí)間相等，從而實(shí)現(xiàn)漢字或圖符的閃動(dòng)顯示。
滾動(dòng)顯示要求需要顯示的內(nèi)容每隔一定時(shí)間向指定方向這里以從右向左為例移動(dòng)一列，這樣顯示屏可以顯示更多的內(nèi)容。為此，需要在下次移動(dòng)顯示之前對(duì)顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容進(jìn)行更改，從而完成相應(yīng)點(diǎn)陣數(shù)據(jù)的移位操作。具體操作方法是：設(shè)置一個(gè)顯示緩沖區(qū)，該區(qū)應(yīng)包括兩部分，一部分用來保存當(dāng)前LED顯示屏上顯示的4個(gè)漢字點(diǎn)陣數(shù)據(jù)；另一部分為點(diǎn)陣數(shù)據(jù)預(yù)裝載區(qū)，用來保存即將進(jìn)入LED顯示屏的1個(gè)漢字的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)。滾動(dòng)指針始終指向顯示屏的最右邊原點(diǎn)。當(dāng)滾動(dòng)指針移動(dòng)到需要顯示的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)的第1個(gè)漢字的首地址時(shí)，內(nèi)容。需要注意的是，要確保該操作能在1.25ms的中斷時(shí)間內(nèi)完成（這里STC89C516RD+采用24MHz晶振實(shí)驗(yàn)證明可以實(shí)現(xiàn)該操作）。這樣，在一個(gè)掃描周期后，整個(gè)漢字將左移一列，而顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容也同時(shí)更改。由于預(yù)裝載區(qū)保存了1個(gè)漢字點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，即16×16點(diǎn)陣，所以當(dāng)前顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容只能移動(dòng)16列。當(dāng)下一個(gè)滾動(dòng)到來時(shí)，滾動(dòng)指針將移動(dòng)到點(diǎn)陣數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)的下一個(gè)漢字的首地址，并在預(yù)裝載區(qū)存入該漢字的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)。然后重復(fù)執(zhí)行上述操作便可實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)顯示。特殊字符或圖形的顯示與此類似，這里不再贅述。打字顯示要求漢字在顯示屏上按從左到右的順序一個(gè)個(gè)的出現(xiàn)，如同打字的效果。設(shè)計(jì)時(shí)可采用如下方法：首先將LED顯示屏對(duì)應(yīng)的顯示緩沖區(qū)全部清零，即LED顯示空白，然后每間隔一個(gè)“軟定時(shí)器”設(shè)定的動(dòng)態(tài)顯示時(shí)間，顯示緩沖區(qū)依次加入一個(gè)漢字點(diǎn)陣數(shù)據(jù)并進(jìn)行掃描顯示，這樣就可達(dá)到打字顯示的效果。
DS1302慢速充電時(shí)鐘芯片包括實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和31字節(jié)的靜態(tài)RAM。它經(jīng)過一個(gè)簡單的串行接口與微處理器通信。實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷提供秒、分、時(shí)、日、周、月和年等信息。對(duì)于小于31天的月，月末的日期自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，還包括了閏年校正的功能。時(shí)鐘的運(yùn)行可以采用24小時(shí)或帶AM（上午）/PM（下午）的12小時(shí)格式。使用同步串行通信，簡化了DS1302與微處理器的通信。與時(shí)鐘/RAM通信僅需三根線：（1）RST（復(fù)位）、（2）DO（數(shù)據(jù)線）和（3）SCLK（串行時(shí)鐘）。數(shù)據(jù)可以以每次一個(gè)字節(jié)或多達(dá)31字節(jié)的多字節(jié)形式傳送至?xí)r鐘/RAM或從其中送出。DS 1302設(shè)計(jì)成能在非常低的功耗下工作，消耗小于1微瓦的功率便能保存數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信息。
傳感器部分采用美國dallas半導(dǎo)體公司的DS18B20.溫度測(cè)量范圍為-55℃～+125℃，DS18B20是一種繼DS1820之后新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器。與傳統(tǒng)的熱敏電阻相比，它能夠直接讀出被測(cè)的溫度。DS18B20是支持“一線總線”接口的溫度傳感器，對(duì)DS18B20讀出或?qū)懭胄畔H需要一條線路，因此電路連接簡單，一條線上可同時(shí)擴(kuò)展多個(gè)傳感器，以增加測(cè)量的準(zhǔn)確性，該傳感器支持3.0V～5.5V的電壓范圍，可靠性高，體積小，更經(jīng)濟(jì)，更靈活。

4.2.4 遠(yuǎn)程通信電路
在串行通訊時(shí)，要求通訊雙方都采用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口，使不同的設(shè)備可以方便地連接起來進(jìn)行通訊。 RS-232-C接口（又稱 EIA RS-232-C）是目前最常用的一種串行通訊接口。
在RS-232-C中任何一條信號(hào)線的電壓均為負(fù)邏輯關(guān)系。即：邏輯“1”，-5— -15V；邏輯“0” +5— +15V 。噪聲容限為2V。即要求接收器能識(shí)別低至+3V的信號(hào)作為邏輯“0”，高到-3V的信號(hào) 作為邏輯“1”。RS-232-C接口連接器一般使用型號(hào)為DB-25的25芯插頭座，通常插頭在DCE端，插座在DTE端。一些設(shè)備與PC機(jī)連接的RS-232-C接口，因?yàn)椴皇褂脤?duì)方的傳送控制信號(hào)，只需三條接口線，即“發(fā)送數(shù)據(jù)”、“接收數(shù)據(jù)”和“信號(hào)地”。所以采用DB-9的9芯插頭座，傳輸線采用屏蔽雙絞線。由RS-232C標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在碼元畸變小于4%的情況下，傳輸電纜長度應(yīng)為50英尺，其實(shí)這個(gè)4%的碼元畸變是很保守的，在實(shí)際應(yīng)用中，約有99%的用戶是按碼元畸變10-20%的范圍工作的，所以實(shí)際使用中最大距離會(huì)遠(yuǎn)超過50英尺。電路原理如圖11所示，使用RS-232C的4、6和1、7、8分別進(jìn)行短接，將2、3腳引出通過MAX232電平轉(zhuǎn)換后連接到單片機(jī)的串口，在通信的時(shí)候，盡量要選用低的波特率，這樣不容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，單片機(jī)的晶振頻率最好選用11.0592MHZ，有利于正確傳輸數(shù)據(jù)[12]。

圖5 遠(yuǎn)程通信電路

5 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
5.1 顯示屏主體顯示
本設(shè)計(jì)采用LED點(diǎn)陣顯示屏設(shè)計(jì)方案，初步實(shí)現(xiàn)了在同一公交站牌顯示不同公交車次，以及動(dòng)態(tài)和靜態(tài)的顯示。
程序在初始化后將存儲(chǔ)在ROM內(nèi)部的站點(diǎn)信息讀出，送至單片機(jī)的RAM，初步的進(jìn)行漢字點(diǎn)陣轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)再經(jīng)過顯示效果處理，比如站點(diǎn)信息的左移顯示、右移顯示、上下移動(dòng)顯示、滾動(dòng)顯示、等等。最后送入數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，調(diào)用顯示子程序，完成廣告信息的顯示。主程序的流程圖如圖12所示。
顯示子程序的任務(wù)是將緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)讀出，然后送到點(diǎn)陣屏顯示。點(diǎn)陣顯示的原理是按照列進(jìn)行選擇，然后通過串并轉(zhuǎn)換，將一列的顯示數(shù)據(jù)送至選擇的列排點(diǎn)陣中，然后選擇下一列，重復(fù)這樣的步驟，就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示。顯示子程序的流程圖如圖13所示。

圖6 主程序流程圖圖7 顯示流程圖

5.2 顯示屏顯示效果
顯示添加上效果處理后，增添了動(dòng)態(tài)效果，能達(dá)到更好的顯示效果。主程序在開始的時(shí)候設(shè)置要顯示的效果，在顯示效果子程序中，程序判斷需要顯示的效果后調(diào)用不同的顯示效果處理程序，對(duì)緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行效果處理，最后再送入顯示緩沖區(qū)，等待顯示調(diào)用。其程序流程圖如圖14所示。

圖8 顯示效果流程圖

5.3 遠(yuǎn)程通信設(shè)計(jì)
在遠(yuǎn)程通信程序中單片機(jī)主要完成接收PC機(jī)通過串口發(fā)送過來的公交車站點(diǎn)數(shù)據(jù)。采用中斷接收方式。在中斷服務(wù)子程序中，為了區(qū)別所接收的信號(hào)是聯(lián)絡(luò)信號(hào)還是字節(jié)數(shù)、是數(shù)據(jù)還是校驗(yàn)和，需要對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行辨別。首先在主程序開始中進(jìn)行設(shè)定，若接受到的是01H，則判定為接收聯(lián)絡(luò)信號(hào)；接收到的是02H，則判定為接收命令信號(hào)；若接收到的是03H，則判定為接收數(shù)據(jù)信號(hào)；接收到的是04H，判定為接收數(shù)據(jù)開始標(biāo)志信號(hào)；接收到05H，判定為結(jié)束接收數(shù)據(jù)標(biāo)志信號(hào)[13]。
程序在初始化后，首先調(diào)用單片機(jī)內(nèi)部ROM區(qū)存儲(chǔ)的站點(diǎn)信息，當(dāng)有遠(yuǎn)程通信的數(shù)據(jù)到來時(shí)候，先將接收到的數(shù)據(jù)送到單片機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，進(jìn)行數(shù)據(jù)辨別和處理之后，再送到外部的E2 ROM中，將這些處理之后，再開始調(diào)用外部存儲(chǔ)器的站點(diǎn)信息。
單片機(jī)遠(yuǎn)程通信程序的流程圖如圖16所示。
設(shè)置STC89C516RD+的串行口工作于第3種方式：9位異步傳輸，波特率由定時(shí)器1的溢出率決定。數(shù)據(jù)幀共12位，四個(gè)用于起停和命令標(biāo)志位，8位數(shù)據(jù)放在四位標(biāo)志位之后，接收時(shí)存入RB8，發(fā)送時(shí)取TB8中的值，由硬件自動(dòng)完成。波特率設(shè)定為9600bps，串行口初始化后，需有一個(gè)時(shí)間延遲再接收數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)接收完后也需一個(gè)時(shí)間延遲后再轉(zhuǎn)入接收狀態(tài)。
在串行通信RS232收發(fā)器控制方面，平時(shí)置P1.0為低，使串行口處于偵聽狀態(tài)，當(dāng)有串行中斷時(shí)，則置P1.0為高，發(fā)送應(yīng)答信息，然后再置P1.0為低接收控制指令，繼續(xù)保持Pl.0為低，使串行收發(fā)器處于接收狀態(tài)，在這些過程中，涉及收、發(fā)等功能轉(zhuǎn)換。

圖9 遠(yuǎn)程通信流程圖

6 系統(tǒng)測(cè)試結(jié)果
系統(tǒng)在測(cè)試的過程中，硬件電路相比較復(fù)雜，加上對(duì)點(diǎn)陣電路的研究不夠深入，剛開始設(shè)計(jì)的時(shí)候，走了很多的彎路。盡管沒有出現(xiàn)大的異常情況。但在軟件調(diào)試過程中，出現(xiàn)一些問題：
（1）單片機(jī)輸出的信號(hào)在點(diǎn)陣屏幕上顯示為亂碼，不能正確顯示字符，通過示波器的跟蹤觀察，確定為輸入鎖存芯片74SC244信號(hào)選擇端沒有正確連接所致，通過將電路修改后解決問題。
（2）芯片編程出現(xiàn)錯(cuò)誤，更換芯片后仍不能解決問題，經(jīng)仔細(xì)查找后發(fā)現(xiàn)剛開始選用的AT89S52的ROM空間不夠所致，所燒寫的程序代碼已經(jīng)超過AT89S52內(nèi)部的4KB的ROM空間，選用宏晶科技的STC89C516RD+單片機(jī)并且外加一片AT24C256芯片后解決問題。

7 結(jié)論
本文所討論的客車廣告屏的設(shè)計(jì)采用了宏晶科技的STC89C516RD+單片機(jī)作為系統(tǒng)的中央控制單元，并結(jié)合軟件編程，實(shí)現(xiàn)同一站點(diǎn)不同方向客車的靜態(tài)顯示、動(dòng)態(tài)顯示，簡化了系統(tǒng)操作，豐富了系統(tǒng)功能，符合未來交通智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展方向。
本系統(tǒng)經(jīng)過改進(jìn)后還可以應(yīng)用到廣告宣傳的領(lǐng)域，通過遠(yuǎn)程通信實(shí)現(xiàn)對(duì)點(diǎn)陣屏幕的遠(yuǎn)程控制。在通信網(wǎng)絡(luò)日益完善、通信工具日趨普及的今天，是一種很值得推廣的技術(shù)。該系統(tǒng)具有較高的性能價(jià)格比，由此開發(fā)出的智能信息顯示產(chǎn)品符合未來智能交通的發(fā)展方向，很具市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿Α?br /> 致謝
在本次挑戰(zhàn)杯設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，指導(dǎo)老師趙明富和其他老師以及同學(xué)們都給予了很大的幫助支持，趙老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和務(wù)實(shí)的求知精神給我留下了很深的印象，他們鼓勵(lì)我孜孜不倦，銳意進(jìn)取，特別是在困難的時(shí)候，他有意識(shí)地培養(yǎng)我獨(dú)立思考和解決問題的能力。趙老師的嚴(yán)格要求，令我以后的工作和生活當(dāng)中受益匪淺。在此，對(duì)他們所給予的指導(dǎo)和幫助表示最衷心的感謝。
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附錄1 整體電路圖

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